Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Numerical Solution to a Nonlinear External Ballistics Model for a Direct Fire Control System
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Machine Design (Dept.).
2014 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Numerisk Lösning för en Olinjär Ytterballistik till ett Direkt Eldledningssystem (Swedish)
Abstract [sv]

Detta examensarbete är en utvecklings- och evalueringsprocess av en numeriskt löst ytterballistik

modell för ett eldledningssystem utvecklat av SAAB Technologies. Den befintliga ballistik

modell som används av eldledningssystemet idag är linjäriserad vilket simplifierar problemet att

nå upp till de hårda realtidskrav som finns, dock på grund av de approximationer och

simplifieringar knutna till linjäriseringen finns det utrymme för förbättringar i termer av

beräkningsnoggrannhet. Ökande krav på systemnivå prestanda tillsammans med initiala

utredningar motiverade en undersökning av en numeriskt löst ytterballistik i termer av prestanda

relativt den befintliga linjäriserade ytterballistik modellen.

Examensarbetet har fokuserat på hela processen från första koncept av en numeriskt löst

ytterballistik modell ända till implementering på eldledningssystemet. Arbetet är grundat i ett

teoretiskt ramverk i huvudsak inriktat på ballistikteori.

Konceptet som har tagits fram använder en olinjär ytterballistikmodell baserad på en befintlig

modell beskriven i teori och löses med hjälp av en fjärde ordningens Runge-Kutta integrator. En

iterativ metod liknande en diskret kontrollstruktur används för att finna initial- och ändvärden till

ballistikmodellen och en adaptiv steglängdsalgoritm används som klarar av att upprätthålla

realtidskraven. Parametrisering av modellen gjordes mot eldledningstabeller från

ammunitionstillverkare och den resulterande beräkningsnoggrannheten visade sig vara förbättrad

relativt den befintliga linjära ytterballistik modellen.

Slutsatserna av projektet är att en numeriskt löst olinjär ytterballistik är möjlig trots de hårda

realtidskrav som finns på systemet samt kan förbättra systemnivå prestanda, speciellt för långa

avstånd. Dock på grund av att konceptet ökar komplexiteten av ballistik mjukvaran samt

komplicerar parametriseringen så avråds SAAB från att använda denna lösning såvida

systemnivåprestandan inte anses ett problem.

Abstract [en]

This Masters Thesis is a development and evaluation process of a numerically solved nonlinear

external ballistics model for a direct Fire Control System developed by SAAB Technologies.

The currently used external ballistics model is linearized which significantly simplifies the task

of meeting hard real-time constraints on the system but due to the approximations and

simplifications tied to the linearization of the external ballistics there exists room for

improvements in terms of calculation accuracy. Increasing demands on system level

performance together with initial investigations on the Fire Control System concluded that there

was interest for an evaluation of a numerical solution in terms of calculation accuracy and

processing load.

The project focuses on the process from concept development of a numerical external ballistics

solution all the way to actual implementation on the targeted Fire Control System. The work is

founded on a theoretic frame of reference on primarily external ballistics theory.

The concept that has been developed uses a nonlinear external ballistics model based on an

existing Modified Point Mass Trajectory Model (MPMTM) described in the theoretic frame of

reference and is solved using a fourth order Runge-Kutta integrator. An iterative method similar

to that of a discrete time control loop is used to find boundary values of the ballistics model

satisfying hard real-time constraints on the system. Parameterization of the external ballistics

model was carried out using firing-tables provided from the projectile manufacturer and the

resulting calculation accuracy was improved relative the existing linearized solution.

The conclusion of the project is that a numerical solution is possible despite the hard real-time

constraints on the system and can increase the system level performance, particularly so for long

range trajectories. However because the solution increases the complexity of the ballistics

calculation software and complicates the parameterization method it is not advised unless the

system level performance is deemed a problem.

Place, publisher, year, edition, pages
2014. , 86 p.
Series
MMK 2014:58 MDA 487
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-156643OAI: oai:DiVA.org:kth-156643DiVA: diva2:767625
Supervisors
Examiners
Available from: 2014-12-02 Created: 2014-12-02

Open Access in DiVA

Numerical Solution to a Nonlinear External Ballistics Model for a Direct Fire Control System(1131 kB)1242 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 1131 kBChecksum SHA-512
cc08f3dc9e1666f277bd9da828a1b45f0203a3a2f1678dc64ff8297eac05503005d50d4c9062686a40cdd9b104bd7490fe2a603bf6b88e490d7b704c595b9137
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Machine Design (Dept.)
Engineering and Technology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 1242 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 235 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf